《結(jié)構(gòu)力學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)大綱課程編號(hào)： L263009 課程類別： 專業(yè)基礎(chǔ)課 學(xué)分?jǐn)?shù)： 5 學(xué)時(shí)數(shù)： 80 適用專業(yè)： 土木工程 應(yīng)修基礎(chǔ)課程： 材料力學(xué)、理論力學(xué)一、本課程的地位和作用 本課程是土木工程專業(yè)技術(shù)平臺(tái)課程中的一門(mén)基礎(chǔ)課程。通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本原理、基本理論和基本方法，具備將工程實(shí)踐中的實(shí)際問(wèn)題抽象為相應(yīng)的力學(xué)模型并運(yùn)用相應(yīng)的力學(xué)計(jì)算公式進(jìn)行求解的基本能力，具備解決工程實(shí)踐中相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)實(shí)際問(wèn)題的基本能力，具備運(yùn)用常用工程力學(xué)計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行工程力學(xué)分析、計(jì)算的基本能力。二、本課程的教學(xué)目標(biāo) 在學(xué)習(xí)理論力學(xué)和材料力學(xué)等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)一步掌握平面桿系結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的基本

2、概念，基本原理和基本方法，了解各類結(jié)構(gòu)的受力性能，為學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打好力學(xué)基礎(chǔ)，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)分析與計(jì)算等方面的能力。三、課程內(nèi)容和基本要求 第一章 緒論1、教學(xué)基本要求（1）了解結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)，與其它課程的關(guān)系及常見(jiàn)桿件結(jié)構(gòu)的分類；（2）熟練掌握結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的概念和確定結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖的原則；（3）熟練掌握桿件結(jié)構(gòu)的支座分類和結(jié)點(diǎn)分類；（4）理解荷載的分類。2、教學(xué)內(nèi)容（1）結(jié)構(gòu)力學(xué)研究對(duì)象和任務(wù)（2）結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖（3）結(jié)構(gòu)分類（4）荷載分類第二章 體系幾何組成分析1、教學(xué)基本要求（1）理解幾何不變體系、幾何可變體系、瞬變體系和剛片、約束、自由度等概念；（2）熟練掌握無(wú)多余

3、約束的幾何不變體系的幾何組成規(guī)則；（3）應(yīng)用規(guī)則分析常見(jiàn)體系的幾何組成；（4）理解結(jié)構(gòu)的幾何特性與靜力特性的關(guān)系。2、教學(xué)內(nèi)容（1）幾何組成分析目的（2）*運(yùn)動(dòng)自由度概念（3）幾何不變體系簡(jiǎn)單組成規(guī)則（4）幾何組成分析示例（5）靜定結(jié)構(gòu)和超靜定結(jié)構(gòu)第三章 靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析1、教學(xué)基本要求（1）熟練掌握截面內(nèi)力計(jì)算和內(nèi)力圖的形狀特征； （2）熟練掌握繪制彎矩圖的疊加法；（3）應(yīng)用截面法求解靜定結(jié)構(gòu)，繪制其內(nèi)力圖；（4）理解桁架的受力特點(diǎn)及按幾何組成分類。應(yīng)用結(jié)點(diǎn)法和截面法及其聯(lián)合應(yīng)用，會(huì)計(jì)算簡(jiǎn)單桁架、聯(lián)合桁架即復(fù)雜桁架。（5）熟練掌握三鉸拱的反力和內(nèi)力計(jì)算。了解三鉸拱的內(nèi)力圖繪制的步驟。理解三鉸

4、拱合理拱軸的形狀及其特征；（6）理解靜定結(jié)構(gòu)受力分析方法，靜定結(jié)構(gòu)的一般性質(zhì)，各種結(jié)構(gòu)形式的受力特點(diǎn)。2、教學(xué)內(nèi)容（1）靜定梁（2）*靜定鋼架（3）*三鉸拱（4）靜定桁架和靜定組合結(jié)構(gòu)（5）靜定結(jié)構(gòu)基本性質(zhì)和受力特點(diǎn)第四章 虛功原理和結(jié)構(gòu)位移計(jì)算1、教學(xué)基本要求（1）了解溫度改變、支座移動(dòng)引起的位移計(jì)算；（2）理解變形體虛功原理和互等定理；（3）理解實(shí)功、虛功、廣義力、廣義位移的概念；（4）熟練掌握荷載產(chǎn)生的位移計(jì)算；（4）應(yīng)用圖乘法求位移。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*結(jié)構(gòu)位移概念（2）*剛體體系虛位移原理及其應(yīng)用（3）*變形體系虛功原理和位移計(jì)算一般公式（4）荷載作用下位移計(jì)算（5）*圖形相乘法（6

5、）支座位移和溫度改變時(shí)位移計(jì)算（7）*互等定理第五章 力法1、教學(xué)基本要求（1）熟練掌握力法基本結(jié)構(gòu)的確定、力法方程的建立及其物力意義、力法方程中的系數(shù)和自由項(xiàng)的物理意義及其計(jì)算；（2）熟練掌握荷載作用下的超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算，理解其它因素下的超靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算；（3）應(yīng)用力法求解梁、剛架、排架和桁架，理解力法計(jì)算其它結(jié)構(gòu)；（4）理解半結(jié)構(gòu)的取法；（5）了解超靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算及力法計(jì)算結(jié)果的校核。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*超靜定結(jié)構(gòu)概述和力法基本概念（2）*超靜定次數(shù)和力法典型方程（3）*力法計(jì)算超靜定鋼架（4）計(jì)算對(duì)稱結(jié)構(gòu)（5）力法計(jì)算其他超靜定結(jié)構(gòu)（6）支座位移和溫度改變時(shí)力法計(jì)算（7）等截面單跨超靜定

6、梁桿端內(nèi)力第六章 位移法和力矩分配法1、教學(xué)基本要求（1）熟練掌握位移法基本未知量和基本結(jié)構(gòu)的確定、位移法典型方程的建立及其物力意義、位移法方程中的系數(shù)和自由項(xiàng)的物理意義及其計(jì)算、最終彎矩圖的繪制；（2）理解一些常用的形常數(shù)和載常數(shù)；（3）熟練掌握由彎矩圖繪制剪力圖和軸力圖的方法；（4）理解利用對(duì)稱性簡(jiǎn)化計(jì)算；（5）應(yīng)用位移法計(jì)算荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，了解其它因素下的計(jì)算；（6）理解位移法方程有兩種建立方法，寫(xiě)典型方程法和寫(xiě)平衡方程法。熟練掌握一種，另一種了解即可；（7）熟練掌握力矩分配法的基本概念與連續(xù)梁和無(wú)側(cè)移剛架的計(jì)算；（8）應(yīng)用無(wú)剪力分配法計(jì)算，了解用力矩分配法計(jì)算有側(cè)移剛架；（9）了

7、解超靜定結(jié)構(gòu)受力性質(zhì)和變形。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*位移法基本概念（2）*位移法基本未知量確定（3）*位移法計(jì)算超靜定鋼架（4）*位移法典型方程（5）*力矩分配法基本概念（6）多節(jié)點(diǎn)力矩分配法（7）超靜定結(jié)構(gòu)受力性質(zhì)和變形第七章 影響線及其應(yīng)用1、教學(xué)基本要求（1）理解影響線的概念和繪制影響線的基本方法；（2）熟練掌握用靜力法和機(jī)動(dòng)法繪制靜定梁的影響線；（3）理解連續(xù)梁影響線形狀的確定和最不利活荷載位置的確定；（4）了解簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁內(nèi)力包絡(luò)圖。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*影響線基本概念（2）靜力法作靜定梁影響線（3）靜力法作靜定桁架影響線（4）*機(jī)動(dòng)法作梁影響線（5）影響線的應(yīng)用（6）簡(jiǎn)支梁內(nèi)力包絡(luò)圖（

8、7）連續(xù)梁內(nèi)力包絡(luò)圖第八章 矩陣位移法1、教學(xué)基本要求（1）了解矩陣位移法包含兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：?jiǎn)卧治龊驼w分析；（2）在單元分析中，理解單元?jiǎng)偠染仃嚭蛦卧刃Ш奢d的概念和形成，熟練掌握已知結(jié)點(diǎn)位移求單元桿端力的計(jì)算方法；（3）在整體分析中，理解結(jié)構(gòu)整體剛度矩陣元素的物理意義和集成過(guò)程，結(jié)構(gòu)綜合結(jié)點(diǎn)荷載的集成過(guò)程；（4）理解單元定位向量的建立，支撐條件的處理；（5）理解非結(jié)點(diǎn)荷載處理。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*矩陣位移法概念和單元?jiǎng)偠染仃嚕?）*結(jié)構(gòu)剛度矩陣（3）單元?jiǎng)偠染仃囎鴺?biāo)變換（4）*非節(jié)點(diǎn)荷載處理（5）先處理直接剛度法（6）鋼架計(jì)算示例（7）幾個(gè)應(yīng)用問(wèn)題第九章 計(jì)算簡(jiǎn)圖選取和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算1、教

9、學(xué)基本要求（1）理解常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理；（2）了解常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。2、教學(xué)內(nèi)容（1）彈性支座和主次內(nèi)力（2）空間結(jié)構(gòu)分解為平面結(jié)構(gòu)（3）板殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為交叉結(jié)構(gòu)（4）結(jié)構(gòu)分解為基本部分和附屬部分（5）忽略次要變形第十章 結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析1、教學(xué)基本要求（1）了解動(dòng)力計(jì)算的意義，動(dòng)力荷載的分類，動(dòng)力計(jì)算的任務(wù)、動(dòng)力計(jì)算的原理和方法；（2）理解彈性體性體系的振動(dòng)自由度，熟練掌握單自由度體系的自由振動(dòng)與強(qiáng)迫振動(dòng)；（3）了解阻尼對(duì)振動(dòng)的影響。（4）理解兩個(gè)自由度體系的自由振動(dòng)。2、教學(xué)內(nèi)容（1）*結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析基本概念（2）*單自由度體系自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)（3）阻尼對(duì)振動(dòng)的影響（4）兩個(gè)自由度體系自由振動(dòng)

10、四、學(xué)時(shí)分配序號(hào) 教學(xué) 課 時(shí) 環(huán)節(jié)課程名稱 講課習(xí)題實(shí)驗(yàn)上機(jī)課程設(shè)計(jì)小計(jì)一緒論22二體系幾何組成分析44三靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析10616四虛功原理和結(jié)構(gòu)位移計(jì)算8210五力法10212六位移法和力矩分配法10212七影響線及其應(yīng)用66八矩陣位移法628九計(jì)算簡(jiǎn)圖選取和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化分析22十結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析88總 計(jì)6612280五、實(shí)踐環(huán)節(jié)（一）上機(jī)1、名稱：結(jié)構(gòu)的矩陣位移法計(jì)算2、主要內(nèi)容與要求：應(yīng)用矩陣位移法原理，編制簡(jiǎn)單的程序，計(jì)算簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。3、學(xué)時(shí)分配：2學(xué)時(shí)六、教學(xué)方法的建議目標(biāo)是知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)并重。著重講授結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本概念、基本原理和基本方法；通過(guò)自主學(xué)習(xí)、習(xí)題、課堂練習(xí)和討論及

11、課外上機(jī)計(jì)算，加深理解，培養(yǎng)實(shí)際的結(jié)構(gòu)分析能力。七、主要教材及參考書(shū)教 材：結(jié)構(gòu)力學(xué)（第五版），高等教育出版社，洪范文主編，2005參考書(shū)：1 結(jié)構(gòu)力學(xué)教程，高等教育出版社，龍馭球，包世華主編，2000 2 結(jié)構(gòu)力學(xué)（第四版），高等教育出版社，楊茀康，李家寶主編，19983 結(jié)構(gòu)力學(xué)，高等教育出版社，朱慈勉等，2004八、本大綱主要撰寫(xiě)者姓名、職稱、單位張潞，講師，湖南科技學(xué)院土木工程與建設(shè)管理系課 程 簡(jiǎn) 介課程編碼：L263009 課程名稱：結(jié)構(gòu)力學(xué) 英文名稱：Structural Mechanics 學(xué)分：5 總學(xué)時(shí) 80 課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)：2先修課程要求：材料力學(xué)課程簡(jiǎn)介：本課程內(nèi)容包括、體系幾何組成分析、靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力